KR20150135532A

KR20150135532A - 가동 부분의 모션 제어

Info

Publication number: KR20150135532A
Application number: KR1020157031434A
Authority: KR
Inventors: 토마스 호웰; 존 슈베러; 브루스 스완본
Original assignee: 자콥스 비히클 시스템즈, 인코포레이티드.
Priority date: 2013-03-31
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2015-12-02
Also published as: JP2016515674A; CN105074142A; BR112015025105A2; EP2981687B1; KR101639985B1; EP2981687A4; US20140290604A1; WO2014165383A1; EP2981687A1; CN105074142B; BR112015025105B1; US9091184B2; JP6153655B2

Abstract

가동 부분의 모션을 제어하기 위해, 장치는 제 1 챔버 및 제 2 챔버를 포함하며, 제 1 챔버 및 제 2 챔버는 제 1 챔버 내의 압력에 응답하는 가변 오리피스를 통해 서로 유체 연통한다. 가동 부분의 운동은 이에 의해 제 1 챔버로부터 가변 오리피스를 통해 제 2 챔버로의 유체의 유동에 의해 적어도 부분적으로 제어된다. 제 1 챔버 내의 압력의 증가는 오리피스 면적의 증가을 유발할 수 있는 반면, 압력의 감소는 오리피스 면적의 감소를 유발할 수 있다. 하나 또는 둘 이상의 우회 채널들의 압력-기반 개방/폐쇄 및/또는 기하학적 형상을 변경하는 압력-종속 요소들은 이러한 목적을 위해 사용될 수 있다. 우회 채널들이 사용될 때, 밸브는 가동 부분이 구성요소인 시스템의 작동 매개변수를 기초로 하여 개방/폐쇄될 수 있다. 이 같은 시스템은 내연기관을 포함할 수 있다.

Description

가동 부분의 모션 제어 {CONTROLLING MOTION OF A MOVABLE PART}

관련 출원에 대한 교차 참조

본 출원은 2013년 3월 31일에 출원되고 발명의 명칭이 "가변 오리피스를 구비한 밸브 캐치(Valve Catch With Variable Orifice)"인 미국 가특허 출원 일련번호 제 61/806,933호의 이익을 주장하며, 이 미국 가특허 출원의 사상들은 이러한 인용에 의해 본원에 포함된다.

분야

본 개시는 일반적으로 시스템에서 가동 부분의 모션(motion)을 제어하기 위한 장치들에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 개시는 이 같은 엔진 밸브들의 제어된 시팅(controlled seating)을 포함하는 내연기관들의 엔진 밸브들의 제어에 관한 것이다.

기계 분야에서 공지된 바와 같이, 가동 부분의 모션을 제어하는 것이 바람직한 무수한 상황들이 있다. 비 제한적인 예로, 이 같은 제어는 내연기관들의 맥락(context)에서 바람직하다. 도 1은 통상적인 시나리오, 구체적으로는 하나 이상의 엔진 밸브(110)의 모션을 제어하기 위해 사용된 밸브 시팅 제어 장치(100)(예시의 용이성을 위해 단지 하나의 밸브 만이 예시됨)를 예시하며, 하나 이상의 엔진 밸브 중 어느 하나는 배기 밸브, 흡입 밸브 또는 보조 밸브를 포함할 수 있다. 상기 장치(100)는 모션 발생 소스(130), 밸브 시팅 장치(140) 및 하나 이상의 엔진 밸브(110)에 작동가능하게 연결되는 하나 또는 둘 이상의 밸브 트레인 요소(120)들을 포함할 수 있다. 모션 발생 소스(130)는 공전 시스템을 선택적으로 포함할 수 있다. 본 기술 분야에서 공지된 바와 같이, 밸브 트레인 요소(120)들은 예를 들면 주 흡입, 주 배기, 압축 해제 브레이킹, 블리더 브레이킹, 배기 가스 재순환, 조기 배기 밸브 개방 및/또는 폐쇄, 조기 흡입 개방 및/또는 폐쇄, 중심 리프트(centered lift) 등과 같은(그러나, 이에 제한되지 않음) 다양한 엔진 밸브 이벤트들을 생성하기 위해 밸브 작동 모션을 엔진 밸브(110)에 전달할 수 있다.

모션 발생 소스(130)는 특히 내연기관들의 맥락에서 선형 작동 모션을 전달하기 위한 요소들의 임의의 공지된 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 모션 발생 소스(130)는 하나 또는 둘 이상의 회전 캠들을 갖는 캠샤프트를 포함할 수 있다. 대안적으로, 모션 발생 소스(130)는 다른 엔진 구성요소로부터 모션을 수용하고 이 모션을 입력으로서 예를 들면 공전 시스템으로 또는 밸브 트레인 요소(120)들로 직접 전달할 수 있다. 본 기술 분야에서 공지된 바와 같이, 공전 시스템은 모션의 소스를 밸브 트레인 요소(120)들에 연결하고 밸브 트레인 요소에 전달된 모션의 일 부분 또는 모두를 선택적으로 손실할 수 있는 임의의 구조물을 포함할 수 있다.

엔진 밸브(110)는 슬리브 또는 하우징(111) 내에 배치될 수 있고, 이 슬리브 또는 하우징은 차례로 실린더 헤드(112)에 제공된다. 엔진 밸브(110)는 슬리브(111)에 대해 상방 및 하방으로 미끄럼 하도록 구성될 수 있으며 밸브 스프링(113)에 의해 폐쇄 위치로 편향될 수 있다. 밸브 스프링(113)은 밸브 스템에 부착될 수 있는 실린더 헤드(112)와 밸브 스프링 리테이너(114) 사이에서 압축될 수 있으며, 이에 의해 엔진 밸브(110)를 엔진 밸브 시트(116) 내로 편향한다. 엔진 밸브(110)가 엔진 밸브 시트(116)와 접촉할 때, 엔진 밸브(110)는 유효하게 폐쇄 위치에 있다.

밸브 트레인 요소(120)들은 (예를 들면, 공전 시스템을 통해 또는 모션의 소스로부터 직접) 모션 발생 소스(130)로부터 힘을 수용할 수 있고 이러한 힘을 엔진 밸브(110)에 전달할 수 있다. 비록 이는 밸브 스프링(113)의 힘이 예를 들면 밸브 스템 등을 통해 더 직접적으로 전달될 때의 요건이 아니지만, 밸브 트레인 요소(120)는 또한 엔진 밸브(110)를 폐쇄 위치로 편향시키는 밸브 스프링(113)의 힘이 있다면, 공전 시스템 및/또는 밸브 시팅 장치(140)로 다시 전달할 수 있다. 도시된 바와 같이, 밸브 시팅 장치(140)는 밸브 트레인 요소(120)들에 작동되게 연결될 수 있다. 밸브 시팅 장치(140)가 작동될 때, 밸브 시팅 장치는 밸브 트레인 요소(120)들을 통한 엔진 밸브 스프링(113)의 편향에 대한 저항을 제공할 수 있다. 대안적으로, 밸브 시팅 장치(140)가 공전 모션 시스템 내에서 전개될 수 있으며, 따라서 밸브 스프링(113)의 힘이 다시 전달된다.

예를 들면, 공전 모션 시스템이 모션 발생 소스(130)의 모션을 손실하도록 작용할 때, 엔진 밸브(110)는 정상적으로 "자유-낙하(free-fall)" 상태로 폐쇄될 수 있고, 이 상태에서 엔진 밸브(110)는 바람직하지 않은 빠른 속도(high rate of speed)로 엔진 밸브 시트(116)와 접촉할 수 있다. 즉, 밸브의 빠른 시팅 속도는 특히 느린 엔진 속도들에서 과도한 소음, 진동 및 거칠음(harshness), 뿐만 아니라 밸브 손상을 초래할 수 있다. 이러한 경우 공전 시스템이 모션을 손실할 때 엔진 밸브가 폐쇄되는 속도를 느리게 하도록, 밸브 시팅 장치(140)가 사용될 수 있다. 즉, 밸브 시팅 장치(140)가 엔진 밸브 시트(116)와 접촉하게 될 때 밸브 시팅 장치는 엔진 밸브(110)에 대한 제어를 제공할 수 있다. 본 기술 분야에서 공지된 바와 같이, 밸브 시팅 장치(140)는 밸브 시팅 장치(140)가 그 안에서 전개되는 경우 공전 시스템의 구성요소들 또는 밸브 트레인 요소(120)들을 통한 엔진 밸브(110)의 모션을 저지함으로써 엔진 밸브(110)가 엔진 밸브 시트(116)와 접촉하는 속도를 느리게 할 수 있다. 당업자는 공전 시스템(130)의 작동의 부재시 밸브 시팅 장치(140)을 사용하는 것이 바람직한 다른 시나리오들이 공지된 것을 인정할 것이다.

엔진 밸브(210)(또는 밸브 트레인 또는 공전 시스템의 구성요소)가 제 1 챔버(220)와 상호 작용하는 밸브 시팅 장치(140)의 일 예가 도 2에 개략적으로 예시된다. (밸브 개방 기간 동안과 같은) 밸브 시팅 이벤트 전에, (엔진 오일과 같은) 유체의 용적이 제 1 챔버(220) 안으로 강제된다. 도시된 바와 같이, 제 1 챔버(220)가 오리피스(230)를 통해 제 2 챔버(240)와 연통한다. 여기서 사용된 바와 같이, "오리피스"에 대한 언급은 단일 오리피스 또는 연결되어 작동하는 복수의 오리피스들을 포함한다. 도 2에 예시되지는 않았지만, 제 2 챔버(240)는 전형적으로 저압 배출부 등으로 벤팅한다. 밸브 시팅 이벤트 동안, 전형적으로 중간 슬레이브 피스톤 등을 통해, 제 1 챔버(220) 내의 유체와 밸브(210)의 상호 작용에 의해 제 1 챔버(220)에서 압력이 발생된다. 오리피스의 유동 계수 및 유동 면적이 제 1 챔버(220)로부터 오리피스(230)를 통하여 제 2 챔버(240) 내로의 유체의 유량을 형성하기 때문에 오리피스(230)의 크기 및 형상은 밸브(210)의 상이한 밸브 시팅 속도를 초래한다. 공지된 실시예들에서, 오리피스(230)의 크기 및 형상은 조정 가능하고, 이에 의해 챔버(220, 240)들 사이의 유체 유동 및 결과적으로 엔진 밸브(210)의 시팅 속도의 더 큰 제어를 허용한다. 구체적으로, 종래 기술의 밸브 시팅 장치(140)들의 특징은 밸브 시팅 장치들이 엔진 밸브의 속도를 조정할 때 엔진 밸브의 위치에 종속한다는 점이다. 즉, 오리피스(230)의 크기 및 형상의 제어는 밸브(210)의 위치에 종속하여 다른 엔진-관련 매개변수들과 관계없이 일정한 시팅 속도들을 초래한다. 그러나, 일부 상황들에서, 맥락과 관계없이 이 같은 균일한 작동은 엔진 밸브의 일정한 시팅 속도가 전체 엔진 작동과 간섭할 수 있기 때문에 문제가 될 수 있다.

이에 따라, 더 넓은 다수의 상태들에 응답하는 가동 부분들에 대한 제어를 제공하는 것이 유리할 것이다.

본 개시는 더 큰 시스템의 구성요소를 형성하는 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 다양한 기술들을 설명한다. 일 실시예에서, 장치는 가변 오리피스를 통해 서로 유체 연통하는 제 1 챔버 및 제 2 챔버를 포함한다. 제 1 챔버는 가동 부분에 작동되게 연결되도록 구성되고, 반면에 가변 오리피스는 제 1 챔버 내의 압력에 응답하는 오리피스 면적을 갖는다. 가동 부분의 운동은 이에 의해 제 1 챔버로부터 가변 오리피스를 통하여 제 2 챔버로의 유체의 유동에 의해 적어도 부분적으로 제어된다. 비록 제 1 챔버 내의 압력과 오리피스 면적 사이의 관계가 설계 선택의 문제로서 선택될 수 있지만, 일 실시예에서, 압력의 증가는 오리피스 면적의 증가 및 이에 따라 유체 유동의 증가를 초래하는 반면, 압력의 감소는 오리피스 면적의 감소를 초래하고 이에 의해 유체 유동이 감소한다. 예를 들면, 제 1 챔버 압력 및/또는 제 1 챔버와 제 2 챔버 사이의 하나 또는 둘 이상의 우회 채널들의 압력 기반 개구/폐쇄를 기반으로 한 기하학적 형상들 또는 형태들을 변경하는 압력 종속 요소들에 의해 오리피스들의 변화들이 제공될 수 있다. 제공될 때, 이 같은 우회 채널들은 장치의 하우징 내에 전체적으로(entirely) 형성될 수 있다. 대안적으로, 위치-기반, 가변 오리피스 제어는 이 같은 압력 기반 구현예들과 통합될 수 있다.

다른 실시예에서, 장치는 그 안에 전체적으로 형성된 우회 채널을 가지는 하우징을 포함하며, 상기 우회 채널은 제 1 챔버와 제 2 챔버 사이에 유체 연통을 제공한다. 하우징의 보어 내의 피스톤은 가동 부분과 연통하고, 분리기가 또한 보어 내에 제공되고 이에 의해 제 1 챔버 및 제 2 챔버를 형성한다. 우회 채널은 가변 오리피스의 적어도 일 부분을 형성하고 내부에 있는 가동 부분이 구성요소인 시스템의 작동 매개변수를 기초로 하여 선택적으로 개방/폐쇄되는 밸브를 더 포함한다. 다시 한번, 위치-기반 제어는 또한 가변 오리피스를 조정할 때 이러한 실시예에서 이용될 수 있다. 내연기관을 포함하는 시스템의 맥락에서, 작동 매개변수는 엔진 속도, 엔진 부하, 오일 온도, 오일 압력, 스로틀 위치, 등 또는 이들의 조합과 같은 다수의 매개변수들 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

이러한 방식으로, 여기서 설명된 기술들은 단지 가동 부분의 특별한 위치만이 제어되는 것이 아닌, 전체 시스템의 변화하는 작동 상태들에 따라 가동 부분의 제어를 허용한다. 결론적으로, 이 같은 제어는 시스템의 특별한 작동 환경들로 더 미세하게 조정될 수 있다.

이러한 개시에서 설명된 특징들은 특히 첨부된 청구범위에서 제시된다. 이러한 특징들은 첨부 도면들과 관련하여 취한, 아래의 상세한 설명의 고려로부터 명백하게 될 것이다. 지금부터 하나 또는 둘 이상의 실시예들이 첨부 도면들을 참조하여 단지 예로서 설명되며, 여기서 동일한 도면 부호들은 동일한 도면부호들을 나타낸다.
도 1은 종래 기술들에 따른 밸브 제어 시스템의 개략적인 도면이고,
도 2는 종래 기술들에 따른 엔진 밸브의 시팅을 제어하기 위한 밸브 시팅 장치의 개략도이고,
도 3은 본 개시의 제 1 실시예에 따른 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치의 개략도이고,
도 4는 본 개시의 제 2 실시예에 따른 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치의 개략도이고,
도 5 내지 도 9는 도 3의 실시예에 따른 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치들의 다양한 구현예들의 횡단면도들이고,
도 10 내지 도 15는 도 4의 구현에 따른 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치들의 다양한 구현예들의 횡단면도들이다.

지금부터 도 3을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 가동 부분(310)의 모션을 제어하기 위한 장치(300)가 개략적으로 예시된다. 가동 부분(310)은 모션시 맞물리는 임의의 기계적 장치를 포함할 수 있으며, 상기 모션은 왕복 운동일 수 있으며(그러나, 왕복 운동일 필요는 없다), 더 큰 기계적 시스템의 일 부분을 형성한다. 예를 들면, 하나의 비제한적인 실시예에서, 가동 부분(310)은 위에서 설명된 바와 같이 내연기관의 엔진 밸브, 이 같은 엔진 밸브의 일 부분, 또는 밸브 트레인 또는 공전 시스템의 일 부분을 형성하는 요소일 수 있다. 여기서 설명된 예들이 선형 모션에 기초하지만, 이는 필수요건이 아니고 본 개시의 교시들은 또한 비-선형(예를 들면, 다중 크기 또는 회전) 모션에 적용될 수 있다. 더욱이, 당업자는 여기서 설명된 실시예들 중 다수의 실시예들이 엔진 밸브들에 관한 것인 반면, 이러한 특정 예들은 비-제한적인 실시예들로서 제공되며 일반적으로 가동 부분(310)들로의 본 개시의 적용으로부터 벗어나지 않는다는 것을 인정할 것이다.

도 2의 실시예와 유사하게, 상기 장치(300)는 가변 오리피스(330)를 통해 제 2 챔버(340)와 유체 연통하는 제 1 챔버(320)를 포함한다. 도 3의 실시예에서, 가동 부분(310)은 제 1 챔버(320)에 작동되게 연결되고, 즉 가동 부분(310)이 제 1 챔버(320)와 직접, 또는 더욱 전형적으로, 슬레이브 피스톤, 밸브 트레인, 공전 시스템, 이들의 조합, 등과 같은 하나 또는 둘 이상의 중간 요소들을 통해 상호 작용할 수 있다. 제 1 챔버(320)와 상호 작용하는 가동 부분(310)을 인용하는 진술들이 가동 부분(310)이 하나 또는 둘 이상의 중간 요소들이 설명된 바와 같이 제 1 챔버와 상호 작용하는 것을 유발하는 경우를 포함하는 것으로 이해되는 것이 본 개시 내내 추정된다. 도시된 바와 같이, 제 1 챔버 내의 압력(350)이 가변 오리피스(330)의 오리피스 면적을 제어하기 위해 사용된다. 여기서 사용된 바와 같이, 오리피스 면적은 가변 오리피스(330)의 횡단면적을 지칭한다. 본 기술 분야에서 공지된 바와 같이, 이 같은 오리피스 면적은 적어도 부분적으로 대응하는 오리피스를 통한 유체들의 유량을 형성하고; 가변 오리피스(330)의 기하학적 형상의 임의의 변화들을 무시하면서, 더 크거나 증가된 오리피스 면적은 일반적으로 더 높은 유량을 허용하는 반면, 더 작거나 감소된 오리피스 면적은 낮은 유량을 초래한다. 도 3의 실시예에서, 가변 오리피스(330)의 오리피스 면적은 제 1 챔버(320) 내의 압력(350)에 비례하여 변화한다. 결론적으로, 이러한 실시예에서, 제 1 챔버(320)의 증가된 압력(350)은 가변 오리피스(330)의 증가된 오리피스 면적을 초래하고, 이에 의해 제 1 챔버(320)로부터 제 2 챔버(340)으로의 유체의 유량의 증가를 허용한다. 또한, 제 1 챔버(320)의 감소된 압력(350)은 가변 오리피스(330)의 감소된 오리피스 면적을 초래하고, 이에 의해 제 1 챔버(320)로부터 제 2 챔버(340)로의 유체의 유량의 감소를 초래한다. 그러나, 제 1 챔버(320)의 압력과 오리피스 면적 사이의 다른 관계들이 이용될 수 있다는 것이 이해된다. 이에 따라, 오리피스 면적을 제 1 챔버(320)의 압력에 반비례적으로 변화시키는 것이 바람직할 수 있다. 더욱 더, 이 같은 관계는 단조롭게(monotonically) 증가/감소할 필요가 없고 대신 원하는 대로 국부적 최대치들/최소치들을 포함할 수 있다.

이러한 실시예에서, 가동 부분(310)이 제 1 챔버(320)와 상호 작용하기 때문에, 제 1 챔버(320) 내의 압력이 변화한다. 즉, 가동 부분(310)이 제 1 챔버(320) 상에 힘을 가할 때, 제 1 챔버(320) 내의 압력(350)이 증가할 것이다. 또한, 가동 부분(310)에 기인하는 힘이 제 1 챔버(320)로부터 제거될 때, 압력(350)의 대응하는 감소가 초래될 것이다. 가변 오리피스(330)에 대한 어떠한 조정도 없는 경우, 제 1 챔버(320) 내의 증가된 압력(350)은 챔버(320) 상의 가동 부분(310)에 의한 힘의 추가 인가에 대한 더 큰 저항을 제공하며, 이에 의해 가동 부분(310)이 느려지게 된다. 그러나, 증가된 압력(350)이 가변 오리피스(330)의 오리피스 면적의 증가를 초래하는 경우, 제 2 챔버(340) 내로의 유체의 유량이 증가될 수 있어 압력(350)의 증가를 초래하고 결과적으로 가동 부분(310)에 의해 인가된 힘에 대한 저항의 감소가 이에 의해 가동 부분(310)의 속도를 증가시킨다. 다른 방식으로 진술하면, 가동 부분(310)이 바람직하지 않게 빠르게 이동하고(예를 들면, 자유 낙하하는 엔진 밸브) 상기 장치(100)가 이의 운동을 제어하기 위해 작동할 때의 기간 동안, 그럼에도 불구하고 여전히 일부 제어를 제공하는 동안 가동 부분(310)의 속도의 증가를 허용하는 것이 바람직할 수 있다. 오리피스 면적의 크기들 및 이에 따라 오리피스 면적의 압력 기반 변화의 정도를 선택함으로써, 가동 부분(310)의 속도는 가동 부분의 위치에 의해서 뿐만 아니라 제 1 챔버(320)에서 유도된 압력의 변화에 의해 제어될 수 있다. 이 같은 압력 기반 제어를 구현하기 위한 다양한 실시예들이 아래에서 더 상세하게 설명된다.

압력(350)을 기반으로 한 가변 오리피스(330)의 제어에서, 하나 또는 둘 이상의 임계치들에 따라 압력(350)의 변화들을 평가하는 것이 바람직할 수 있어 압력(350)이 하나 또는 둘 이상의 임계치들을 초과하거나 그 아래로 떨어질 때까지 오리피스 면적이 변화하지 않는다. 예를 들면, 아래에서 설명된 다양한 실시예들에서, 가변 오리피스(330)의 오리피스 면적은 압력(350)이 제 1 임계치를 초과할 때까지 증가하지 않고 압력(350)이 상이한 제 2 임계치 아래로 떨어질 때까지 감소하지 않는다. 즉, 다양한 실시예들에서, 오리피스 면적의 제어가 아래에서 설명되는 이력 현상(hystereaia)을 나타내는 것이 바람직하다. 부가적으로, 이 같은 이력 현상은 압력 아닌 매개변수, 예를 들면 시간을 기초로 하여 작동할 수 있다. 이러한 경우, 오리피스 면적의 증가 또는 감소는 소정의 양의 시간의 경과를 부분적으로 기초로 될 수 있다.

도 3의 실시예에서, 가변 오리피스(330)의 오리피스 면적의 변화는 가변 오리피스를 형성하는 하나 또는 둘 이상의 요소들의 기하학적 형상의 압력 종속 변화로부터 초래할 수 있다. 대안적으로, 가변 오리피스(330)가 복수의 오리피스들의 복합물일 수 있는 경우, 오리피스 면적의 이 같은 변화는 복수의 오리피스들 중 오리피스들의 포함 또는 제거에 의해 수행될 수 있다. 이 같은 실시예들의 다양한 예들은 도 5 내지 도 9를 참조하여 아래에서 설명된다.

지금부터 도 4를 참조하면, 제 2 실시예에 따른 가동 부분(310)의 모션을 제어하기 위한 장치(400)가 개략적으로 예시된다. 도 3의 실시예에서와 같이, 상기 장치(400)는 가변 오리피스(330)를 통해 제 2 챔버(340)와 유체 연통하는 제 1 챔버(320)를 포함한다. 부가적으로, 이전과 같이, 가변 부분(310)의 모션은 제 1 챔버(320)와의 상호 작용에 의해 제어된다. 그러나, 이러한 실시예에서, 가변 오리피스(330)의 제어는 가동 부분(310)이 구성 요소인 시스템(420)의 하나 이상의 작동 매개변수(410)를 기초로 한다. 부가적으로, 비록 장치(400)가 시스템(420)의 외부에 놓이는 것으로서 도 4에 예시되지만, 실제로, 상기 장치(400)는 시스템(420) 내로 포함될 수 있다.

가변 오리피스(330)를 제어하기 위해 사용된 작동 매개변수(410)에 대한 평가는 예를 들면 시스템 내의 힘들이 장치(400)에 직접 인가되는 경우에서와 같이, 시스템(420)과 장치(400)의 직접적인 상호 작용을 통하여 수행될 수 있다. 내연기관을 기초로 한 특정 실시예들에 대해 아래에서 설명되는 바와 같이, 시스템과 이 같은 직접적인 상호 작용은 상기 장치(400)의 일 부분을 엔진 오일 서플라이에 노출시킴으로써 제공될 수 있으며, 이 경우 엔진 오일의 압력이 작동 매개변수(410)로서 기능한다.

다른 실시예에서, 작동 매개변수(410)는 제어기(430)에 의해 선택적으로 조정될 수 있고, 이는 또한 시스템(420)의 별개의 구성 요소를 형성할 수 있거나 시스템(420) 외부에 놓일 수 있다. 예를 들면, 제어기(430)는 예를 들면 엔진 제어 유닛(ECU)에서 실시된 바와 같은 저장된 명령을 수행할 수 있는, 마이크로프로세서, 마이크로제어기, 디지털 신호 프로세서, 코-프로세서(co-processor) 등 또는 이들의 조합 또는 프로그램가능한 로직 어레이들 등과 같은 프로세싱 장치를 포함할 수 있다. 본 기술 분야에서 공지된 바와 같이, 이 같은 제어기는 작동 매개변수(410)를 제공하도록 시스템(420)의 속성들을 모니터링하는 하나 또는 둘 이상의 센서들에 작동되게 연결될 수 있다. 대안적으로, 작동 매개변수들은 제어기에 직접 연결되지 않는 다른 센서들의 출력들로부터 추론될 수 있다. 모니터링된 속성들의 성질은 시스템(420)의 구조 및 목적에 반드시 종속한다. 예를 들면, 상기 시스템(420)은 비-제한적인 예로서, 내연기관을 포함하는 경우, 관련된 작동 매개변수(410)로서 분당 회전수(ROM), 엔진 온도, 오일 온도, 오일 압력, 스로틀 위치, 이들의 조합 등과 같은 엔진의 속성들을 모니터링하는 것이 바람직할 수 있다.

작동 매개변수(410)를 기초로 하여, 가변 오리피스(330)의 오리피스 면적이 제어될 수 있다. 내연기관과 특히 관련된 일 실시예에서, 더 빠른 엔진 작동 속도를 반영하는 작동 매개변수(410)의 값들은 오리피스 면적의 증가를 유발하기 위해 사용될 수 있는 반면, 더 느린 엔진 작동 속도를 반영하는 작동 매개변수(410)의 값들은 오리피스 면적의 감소를 유발하기 위해 사용될 수 있다. 다시 한번, 작동 매개변수(410)와 오리피스 면적 사이의 임의의 원하는 관계가 설계 선택의 문제로서 적용될 수 있다는 것이 인정될 것이다. 부가적으로, 하나 또는 둘 이상의 한계값들에 대한 작동 매개변수(410)의 비교는 오리피스 면적의 편차들을 초래하는 특별한 상태들을 제어하기 위해 이용될 수 있다.

도 4의 실시예에서, 가변 오리피스(330)의 오리피스 면적의 변화는 잠재적으로 작동 매개변수(410)에 직접적으로 또는 간접적으로 응답하는 액추에이터의 제어 하에서, 가변 오리피스를 형성하는 하나 또는 둘 이상의 요소들의 기하학적 형상 또는 형태의 변화로부터 초래될 수 있다. 대안적으로, 다시 한번, 가변 오리피스(330)가 복수의 오리피스들의 복합물일 수 있는 경우에서는, 오리피스 면적의 변화는 복수의 오리피스들 중 오리피스들의 포함 또는 제거에 의해 달성될 수 있다. 이 같은 실시예들의 다양한 예들은 도 10 내지 도 15를 참조하여 아래에서 설명된다.

도 5 내지 도 15에서 예시된 구현예들 각각은 내연기관(도시 안됨)의 사용을 위한 그리고 더 상세하게는 엔진 밸브의 시팅 동안 엔진 밸브의 모션을 제어하기 위한 장치(300, 400)의 전개를 기초로 한다. 이러한 맥락에서, 상기 장치(300, 400)는 밸브 캐치(valve catch)들로 지칭된다. 부가적으로, 이 같은 밸브 캐치들을 구현하기 위해 사용된 재료들은 본 기술 분야에서 주지되고, 이 재료는 다르게 언급되지 않으면 예시된 실시예들을 구현하기 위해 사용될 수 있다.

지금부터 도 5를 참조하면, 도 3의 실시예에 따른 제 1 구현예가 예시된다. 특히, 밸브 캐치(500)는 그 안에 형성된 보어(504)를 가지는 하우징(502)을 포함한다. 예시된 실시예에서, 보어(504)는 감소된 직경 부분(504-a) 및 더 큰 직경 부분(504-b)을 포함한다. 유체 공급 포트(505)는 엔진 오일과 같은 적합한 유체의 보어(504) 내로의 도입을 위한 경로를 제공한다. 밸브 캐치 등으로의 유체들의 공급을 제어하기 위한 기술들은 전술된 바와 같이, 예를 들면 미국 특허 제 6,883,492호에서 주지되어 있으며, 이 미국 특허의 교시들은 이러한 인용에 의해 본원에 포함된다. 외부 피스톤(506)은 보어 (504-b) 내에 배치되고 보어(504)의 길이 방향 축선을 따라 미끄럼 될 수 있다. 예시된 바와 같이, 외부 피스톤(506)의 하단부(508)는 보어(504)의 밖으로 연장할 수 있어 가동 부분(또는 이 같은 가동 부분에 작동되게 연결된 중간 요소)과 접촉하며 가동 부분의 모션이 제어된다. 추가로 도시된 바와 같이, 내부 피스톤(510)은 외부 피스톤(506) 내에 형성된 보어 내에 배치되고 외부 피스톤(506)과 동일한 길이 방향 축선을 따라 외부 피스톤(506) 내에서 미끄럼 할 수 있다. 이러한 실시예에서, 래시 조정은 래시 스프링(512) 및 엔진 오일과 같은 유압 유체로 충진된 래시 챔버(514)의 작동에 의해 제공된다. 본 기술 분야에서 공지된 바와 같이, 이 같은 래시 조정은 외부 피스톤(506)과 제어되는 가동 부분 사이의 접촉을 유지하기 위하여 제공된다. 비록 래시 조정 구성요소들이 도 5의 밸브 캐치 실시예에서 예시되었지만, 이 같은 구성요소들이 반드시 밸브 캐치의 일 부분으로서 포함되어야 하는 것이 필요하지 않지만, 예를 들면 밸브 트레인 내에 어느 장소에도 포함될 수 있다는 것이 이해된다.

보어(504) 내에서 길이 방향으로 연장하는 핀(516)은 내부 피스톤(510)의 보어 내에 부착되어 핀(516)의 길이 방향 모션이 내부 피스톤(510)의 운동에 의해 영향을 받으며, 외부 피스톤(506) 및 임의의 래시 조정이 래시 스프링(512) 및 래시 챔버(514)에 의해 제공된다. 핀(516)이 보어(504) 내로 전체적으로 삽입될 때, 핀(516)의 상단부는 하우징(502)의 시트 부분(532)과 접촉한다. 도시된 바와 같이, 핀(516)은 예시된 실시예에서 핀(516)의 폭 또는 직경에 비해 플루팅된(fluted) 또는 좁은 영역들을 구성하는 길이 방향으로 가변하는 표면(518)을 포함한다. 길이 방향으로 가변하는 표면(518)이 핀(516)의 외측 표면 둘레에 균일하게 제공될 필요가 없다는 점이 주목된다. 즉, 핀(516)의 외측 표면의 단지 일 부분은 플루팅되고/좁아질 수 있으며, 외측 표면의 나머지는 핀(516)의 최대 폭/직경으로 유지된다. 도시된 바와 같이, 핀(516)은 디스크(520) 내의 중심 보어 내에 배치되고, 이 디스크는 이어서 디스크 스프링(524)의 작동에 의해 하우징(502)의 디스크 시트(522)에 접촉되어 유지된다. 총괄적으로, 핀(516) 및 디스크(520)는 보어(504)를 (하우징(502)의 더 큰 직경 보어 부분(504-b), 외부 피스톤(506), 핀(516) 및 디스크(520)에 의해 형성된) 제 1 챔버(526) 및 (하우징(502)의 감소된 직경 보어 부분(504-a), 핀(516) 및 디스크(520)에 의해 형성된) 제 2 챔버(528)로 분리하는 분리기를 형성한다. 제 2 챔버(528)가 유체 서플라이 포트(505)와 유체 연통하고 이에 의해 유체가 보어(504)로 유입되고 아래에서 설명된 바와 같이 제 2 챔버(528)로부터 배출하는 것을 허용한다는 점에 주목하자.

부가적으로, 핀(516) 및 디스크(520)는 디스크(520)의 내경에 대한 길이 방향으로 가변하는 표면(518)의 위치적 관계에 따라 가변 오리피스(530)를 형성한다. 즉, 디스크(520)의 중심 보어 내에서 핀(516)의 운동에 의해, 가변 오리피스(530)의 오리피스 면적(즉, 디스크(520)의 내경과 길이 방향으로 가변하는 표면(518) 사이를 분리하는 고리형 영역)은 핀(516)의 위치에 종속하여 이루어진다. 예시된 실시예에서, 길이 방향으로 변화하는 표면(518)의 프로파일은 핀(516)의 외경 사이에서 플루팅(fluting)의 균일한 깊이 영역으로 전이하는 선형으로 경사진 영역에 의해 형성된다. 그러나, 길이 방향으로 변화하는 표면(518)의 프로파일은 임의의 바람직한 구성을 가질 수 있다는 것이 이해된다. 예를 들면, 균일한 깊이 영역을 초래하는 곡선형 전이 구역이 사용될 수 있거나, 핀(516) 외경에 대해 플루팅의 깊이는 프로파일의 전체 길이를 따라 선형 또는 곡선형 방식으로 증가할 수 있다. 길이 방향으로 변화하는 표면(518)이 가변 오리피스를 제공하기 위해 디스크(520)와 협동하는 핀(516)의 표면 특징의 일 예라는 것이 주목된다. 이 같은 표면 특징들의 다른 예들이 아래 설명된다.

제 1 챔버(526) 내의 압력에 대한 가변 오리피스(530)의 종속성(단지 핀(516)의 위치만 다름)은 디스크(520) 내의 순응성 구성요소(compliant component)의 포함을 통하여 도 5의 실시예에서 달성된다. 특히, 디스크(520)는 상부 디스크(534) 및 하부 디스크(536)를 포함하고 그 사이에 가요성 요소(538)가 삽입된다. 예를 들면, 가요성 요소(538)는 적절한 고무 또는 다른 중합체 재료로부터 제조된 o-링 또는 와셔를 포함할 수 있다. 이러한 구성을 통하여, 가요성 요소(538)의 기하학적 형상(예를 들면, 두께)은 상부 디스크(534)가 디스크 시트(522)와 접촉한 후 하부 디스크(536) 상에 디스플레이되는 제 1 챔버(526) 내의 압력에 따라 변화하는 것이 허용된다. 이러한 방식으로 가요성 요소(538)의 변형은 길이 방향으로 가변하는 표면(518)의 플루팅을 향하는 하부 디스크(536)의 대응하는 운동에 의해 가변 오리피스(530)의 오리피스 면적의 증가를 초래할 수 있으며, 이에 의해 제 1 챔버(526)로부터 제 2 챔버(528)로의 유체의 더 큰 유동 및 핀(516)의 시팅 속도의 대응하는 증가를 더 초래한다. 대안적인 실시예에서, 순응성 중합체의 o-링이 아닌 가요성 요소(538)는 한정된 가요성을 가지는 벨빌 와셔(Belleville washer) 등을 포함할 수 있다.

부가적으로, 제 1 챔버(526) 내의 압력 부하가 제거될 때 가요성 요소가 압축되는 속도보다 가용성 요소가 더 느리게 팽창하도록 가요성 요소(538)는 이력 현상을 나타내는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 가요성 요소(538)는 상대적으로 높은 밀도 메모리 포옴을 포함할 수 있으며, 즉 밸브 캐치 내에 존재하는 압력에 응답하여 제어된 방식으로 압축하도록 충분히 밀집될 수 있다. 이러한 경우, 가요성 요소(538)의 압축은 포옴으로 형성된 소형 채널들 내에 존재하는 유체가 압착되는 것을 유발할 것이다. 이어서, 제 1 챔버(526)의 압력의 감소시, 다시 포옴의 채널들 내로의 유체의 유동은 상이한(통상적으로 더 느린) 속도로 발생할 수 있다. 다른 실시예에서, 대형의 복수의 재충진 가능한 채널들에 의존하지 않고, 메모리 포옴 등의 경우에서와 같이, 이력 효과를 위한 유체의 제어된 배출 및 재충진은 비교적 작은 개수의 채널들을 통하여 제공될 수 있다. 예를 들면, 가요성 요소(538)는 반 강성의, 중공형 환상체를 포함할 수 있으며 이 환상체는 환상체의 중공형 내부와 외부 표면 사이에 하나의(또는 비교적 작은 개수)의 채널들을 갖는다. 특히 비교적 높은 압력에서 환상체의 압축은 중공형 내부 내에 포획된 어떠한 유체도 작은 개수의 채널들을 통하여 비교적 신속하게 추출되는 것을 유발하는 반면, 압축력의 제거는 환상체가 정상 형상을 다시 얻는 환상체에 의해 형성되는 비교적 약한 진공에 의해 더 느리게 환상체의 채널을 통하여 재충진되는 것을 허용할 것이다. 또한 여전히, 가요성 요소(538)에 의해 나타난 어떠한 이력 현상도 별개로 하고, 상부 디스크(534), 하부 디스크(536) 및 정지부(540)에 의해 형성된 공간 내의 오일의 배출 및 충진은 또한 오일이 배출되는 것보다 이러한 공간을 충전하기위해 더 오래 걸리는 정도로 이력 효과를 제공할 수 있다. 상기 정지부(540)는 상부 디스크(534)와 하부 디스크(536) 사이에 제공될 수 있어 하부 디스크(536)의 편향을 제한하고 편향의 터닝이 제 1 챔버(526)에서 압력의 원하는 범위를 넘어 발생하는 것을 허용한다. 비록 정지부(540)가 하부 디스크(536)에 대해 일체형이 되는 것으로 예시되었지만, 이는 정지부(540)가 또한 상부 디스크(534) 내로 포함되거나 모두 개별 요소로서 제공될 때의 요건이 아니다.

지금부터 도 6을 참조하면, 도 3의 실시예에 따른 제 2 구현예가 예시된다. 특히, 도 6(아래에서 설명되는 도 7 및 도 8과 같이)은 감압 밸브(pressure-sensitive valve)가 제 1 챔버와 제 2 챔버 사이에 제공되는 구현예를 예시한다. 이러한 구현예에서, 도 5의 구현예에서와 같이, 핀(516)은 (도 5에 예시된 디스크(520) 대신) 디스크(620)에 관하여 제공되며 이에 의해 가변 오리피스(530)를 형성한다. (도 5에 도시된 다른 구성요소들은 예시의 용이성을 위해 도 6에 도시되지 않고 그 외에는 도 5에 대해 위에서 제시된 것과 실질적으로 동일한 방식으로 제시되고 작동하는 것이 추정된다). 그러나, 이 경우, 오리피스 면적의 압력 기반 제어는 디스크(620) 내의 제어 밸브(622)의 존재에 의해 제공된다. 제 1 챔버(526)와 제 2 챔버(528) 사이에 충분한 압력차가 없기 때문에, 제어 밸브(622)는 제어 밸브 시트(626)와 접촉되는 제어 밸브 스프링(624)에 의해 편향되고, 이에 의해 제 1 챔버(526)와 보충 오리피스(628) 사이의 유체 연통을 폐쇄한다. 이러한 구현예에서, (제어 밸브(622) 및 관련된 구성요소를 포함하여) 핀(516) 및 디스크(620)는 두 개의 챔버(526, 528)들 사이에 분리기를 형성한다. 예시의 용이성을 위해 단일 제어 밸브(622)가 도 6에 도시되었지만, 두 개 이상의 이 같은 제어 밸브(622)는 디스크(622) 내에서 전개될 수 있는 것이 이해된다는 점에 주목되어야 한다.

도시된 바와 같이, 제 1 챔버(526) 내의 압력은 제 2 챔버(528)로부터 제어 밸브(622)의 비교적 더 큰 면적에 인가되는 압력에 비해 제어 밸브(622)의 비교적 더 작은 면적으로 인가된다. 결과적으로, 제 1 챔버(526) 내의 압력이 제 2 챔버(528) 내의 압력 보다 충분히 더 높을 때, 즉 한계값에 도달할 때, 제어 밸브(622)를 개방하는 순 힘(net force)이 발생된다. 제어 밸브(622)가 개방되면, 제 1 챔버(526) 내의 압력은 제 2 챔버(528)로부터의 압력과 동일한 면적에 인가되며, 이는 제 1 챔버(526) 및 제 2 챔버(528) 내의 압력이 거의 동일하게 될 때까지 제어 밸브(622)를 개방 상태로 유지할 것이다. 결론적으로, 유체는 보충 오리피스(628)를 통하여 제어 밸브 시트(626)로부터 제 2 챔버(528)로 유동하게 되어 엔진 밸브의 전체 시팅 이벤트 동안 제어 밸브(622)의 저부에 인가된 제 1 챔버(526)로부터의 압력을 유지한다. 엔진 밸브가 놓이면, 제 1 및 제 2 챔버(526, 528)들 내의 압력이 동일하게 되고 이에 의해 제어 밸브 스프링(624)이 제어 밸브(622)를 폐쇄하는 것을 허용한다.

지금부터 도 7을 참조하면, 도 3의 실시예에 따른 제 3 구현예가 예시되며, 여기에서 가변 오리피스의 부분들이 제 1 챔버(526) 내에 포획된 용적을 밸브 캐치, 즉 제 2 챔버(528) 내에 들어 있는 상이한 압력 소스에 연결하는 하우징(502)의 측벽 또는 소정의 다른 위치 내에 전체적으로 형성된 채널들 내에 어떻게 구현될 수 있는지가 도시된다. 도 5 및 도 6의 제 1 및 제 2 구현예들에서와 같이, 핀(516) 및 디스크(720)가 제공된다. 그러나, 예시된 구현예에서, 우회 채널은 또한 제 1 챔버(526)로 개방하는 입구 포트(701), 제 2 챔버(528)로 개방되는 출구 포트(705) 및 볼(702)과 볼 보어(704) 사이의 (입구 포트(701) 및 출구 포트(705)와 유체 연통하는) 유동 면적에 의해 형성된다. 총괄적으로, 우회 채널을 형성하는 이러한 요소들은 아래에서 설명된 바와 같이, 제 1 챔버(526)와 제 2 챔버(528) 사이의 유체의 유동을 허용한다.

체크 밸브로서 기능하기 위해서, 볼(702)은 입구 포트(701)와 볼 보어(704)의 교차에 의해 형성된 볼 시트(706) 내의 체크 스프링(708)에 의해 유지된다. 이에 따라, 이러한 구현예에서, 분리기는 핀(516) 및 디스크(720)에 의한 것뿐만 아니라 부가 체크 밸브에 의해 형성된다. 볼-기반 체크 밸브가 개방되는 제 1 챔버(526) 내의 균열 압력(cracking pressure) 또는 압력은 볼 시트(706) 개구의 면적 및 체크 스프링(708)의 예비 부하에 의해 형성된다. 바람직하게는, 이러한 균열 압력은 내연기관의 공칭 작동 상태, 예를 들면 공회전 속도의 피크 압력보다 다소 더 크게 설계되고 이에 의해 우회 밸브의 조기 개방을 방지한다. 더욱이, 재 폐쇄 압력, 즉 체크 밸브가 폐쇄되는 제 1 챔버(526)의 압력은 볼(702)의 직경 및 체크 스프링(708)의 압축 부하에 의해 형성되고 제 1 챔버(526) 내에서 전형적으로 경험되는 압력 변동의 최소 범위보다 다소 적게 되도록 선택될 수 있고, 이에 의해 이러한 경우 우회 채널의 조기 폐쇄를 방지한다.

지금부터 도 8을 참조하면, 도 3의 실시예에 따른 제 4 구현예가 예시된다. 이러한 제 4 구현예는 도 7의 볼 기반 체크 밸브가 오일 점성에 대해 적은 민감도의 장점을 제공하는 형성된 오리피스(804)를 가지는 피스톤(802)으로 대체되는 것을 제외하고 도 7에 예시된 제 3 구현예와 유사하다. 부가적으로, 이러한 구현예에서, 대안적인 표면 특징들을 포함하는 대안적인 핀(806)이 예시된다. 이러한 경우에서, 가변 위치 기반 오리피스는 디스크(720)에 의해 선택적으로 폐색되는 복수의 반경 방향 홀(808)들을 포함하는 핀(806)의 표면 특징들에 의해 제공된다. 도시된 바와 같이, 홀(808)들은 핀(806) 내의 내부 유압 통로(810)를 통하여 제 2 챔버(528)와 유체 연통한다. 단부 캡(812)은 핀(806)의 유압 통로(810)들을 밀폐하기 위해 제공될 수 있다. 작동 중, 가변 오리피스는 디스크(720)에 의해 폐색되지 않는 복수의 반경 방향 홀(808)들 중의 홀들에 의해 형성된다. 핀(806)의 길이 방향 길이를 따라 상이한 위치에서 복수의 반경 방향 홀(808)들 각각을 위치 설정함으로써, 핀(806)의 운동은 제 1 챔버(526)에 대한 홀(808)들 중 연속하는 홀들을 노출시키거나 폐색함으로써 오리피스 면적을 변화시킨다. 당업자는 도 8의 대안적인 핀(806)이 도 5 내지 도 7 및 도 9 내지 도 15의 다른 실시예에서 예시된 핀(516) 대신에 사용될 수 있고 그 반대도 가능하다는 것을 인정할 것이다.

지금부터 도 9를 참조하면, 도 3의 실시예에 따른 제 5 실시예가 예시된다. 이러한 구현예에서, 가동 디스크 시트(902)가 제공된다. 제 1 챔버(526) 내의 압력이 비교적 낮을 때, 디스크 시트(902)는 반경 방향 스프링(906)과 같은 압축성 부재와 접촉하는 복수의 웨지(904)들에 의해 기준 또는 연장된 위치에 유지된다. 즉, 외측 반경 방향 편향은 하우징(502)의 기울어진 표면(908)과 접촉하는 웨지(904)들을 편향하는 반경 방향 스프링(906)에 의해 제공되며, 여기서 차례로 웨지(904)를 하방으로 편향하여 가동 디스크 시트(902)와 접촉한다. 이러한 경우에서, 분리기는 핀(516), 디스크(720), 가동 디스크 시트(902), 웨지(904) 및 반경 방향 스프링(906)에 의해 형성된다. 제 1 챔버(526) 내의 압력이 증가하고 이에 의해 디스크(720)를 상방으로 압박할 때, 웨지(904)와 반경 방향 스프링(906)에 의해 제공된 하방 편향이 극복되고, 이에 의해 가동 디스크 시트(902)가 또한 상방 및 수축된 위치 내로 이동하는 것을 허용한다. 가동 디스크 시트(902)의 수축된 위치는 도시된 바와 같이, 가동 디스크 시트(902)의 높이보다 (핀(516)의 길이 방향 길이를 따라)낮은 높이를 가지는 디스크 정지부(910)에 의해 제한될 수 있다. 댐핑이 기울어진 표면(908)에 맞닿아 웨지(904)의 마찰에 의해 제공될 수 있고, 이는 이에 의해 제 1 챔버(526) 내의 압력 변동에 응답하여 가동 디스크 시트(902)의 운동을 방지한다. 도 5에 예시된 구현예에 의해, 디스크 시트(902)의 운동은 디스크(720)의 하부 표면의 대응하는 운동을 허용하고 이는 이어서 압력 기반 오리피스 가변성을 제공한다. 일 실시예에서, 가동 디스크 시트(902)는 실질적으로 비 압축성 재료를 형성하여, 디스크(720)의 운동이 가동 디스크 시트(902)의 연장 및 수축된 위치들 사이의 거리만큼 제한된다.

지금부터 도 10을 참조하면, 도 4의 실시예에 따른 제 1 구현예가 예시된다. 도 5 내지 도 7의 구현예에 의해, 핀(516) 및 디스크(720)가 제공되고 위치 기반 오리피스 가변성을 초래한다. 그러나, 우회 채널은 또한 하우징(502)의 벽 내에 전체적으로 형성되며, 우회 채널을 통한 유체 유동이 솔레노이드에 의해 제어된다. 특히, 솔레노이드는 정지 위치에서 니들 시트(1008)와 맞물리는 니들(1006)의 운동을 제어하기 위해 사용된 코일(1002) 및 전기자(1004)를 포함한다. 솔레노이드를 작동 및 부작동시킴으로써, 가변 오리피스의 오리피스 면적은 우회 채널에 의해 제공된 구역의 선택적인 포함/제거를 통하여 제어될 수 있다. 도 4에 대해 위에서 설명된 바와 같이, 솔레노이드의 작동은 적절한 작동 매개변수(410)에 응답하는 제어기(430)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들면, 시스템의 작동 매개변수는 개방 매개변수의 값이 미리 결정된 임계치를 초과하는 지를(또는 사례(case)가 될 수 있을 때 미만이 되는지를) 결정하도록 제어기(430)에 의해 (센서 등을 통해) 모니터링될 수 있다. 이러한 상태가 충족될 때, 솔레노이드의 코일(1002)이 제어기(430)의 제어 하에서 통전될 수 있고, 이에 의해 전기자(1004) 및 결과적으로 니들(1006)이 수축되어 우회 채널을 개방한다. 또한, 개방 매개변수의 연속된 모니터링을 통하여, 제어기(430)는 개방 매개변수의 값이 동일하거나 상이한 임계치 미만이 되는지를(또는 사례가 될 수 있을 때 초과하는지를) 결정할 수 있다. 이러한 추후 상태가 충족될 때, 제어기는 코일(1002)의 전원이 끊기는 것을 유발하여 전기자(1004) 및 니들(1006)의 후속하는 리시팅(reseating)을 초래하며, 이에 의해 우회 채널을 폐쇄한다. 이러한 방식으로, 가변 오리피스 및 결론적으로 엔진 밸브의 시팅 속도의 매우 정밀한 제어가 제공될 수 있다.

지금부터 도 11을 참조하면, 도 4의 실시예에 따른 제 2 구현예가 예시된다. 이러한 실시예에서, 스풀 밸브(1102)는 제 1 챔버(526)와 제 2 챔버(도시안됨) 사이에서, 하우징(502) 내에 전체적으로 형성된, 우회 채널(1106)을 선택적으로 개방 및 폐쇄하기 위해 하우징(502) 내에 형성된 횡방향 보어(1104) 내에 미끄럼 가능하게 배치된다. 스냅 링(1112)들은 횡방향 보어(1104) 내에 형성된 그루브 내에 제공되고, 이에 의해 횡방향 보어(1104) 내에 스풀 밸브(1102)를 제한한다. 예시된 실시예에서, 횡방향 보어(1104)가 하우징(502)의 중심의 길이 방향 축선을 통과하지 않고 대신 하우징의 중심의 길이 방향 축선으로부터 오프셋되는 점, 즉 하우징(502)이 원통형으로 형성되는 것을 가정하면, 횡방향 보어(1104)가 하우징의 직경이 아닌 하우징(502)의 코드(chord)와 정렬하는 점에 주목하시오. 이는 도 11의 횡단면으로 도시되는데, 도 11에서 횡방향 보어(1104)의 축선을 형성하는 코드가 횡단면을 형성하는 평면에 놓이고, 상기 평면이 또한 하우징(502)의 길이 방향 축선에 대해 평행하다. 결론적으로, 스풀 밸브(1102) 및 횡방향 보어(1104)가 횡단면으로 도시되는 도 11에서, 핀(516)이 스풀 밸브(1102) 및 횡방향 보어(1104) 뒤에 위치 설정된다. 부가적으로, 도시된 바와 같이, 우회 채널(1106-a)의 하부의 수직 부분은 제 1 챔버(526)로 개방되고 우회 채널(1106-b)의 상부의 수평 부분이 제 2 챔버(도시안됨)로 개방된다. 이러한 실시예의 대안적인 도면이 도 11a에 제공되고, 도 11a에서 예시된 횡단면이 횡방향 보어(1104) 및 스풀 밸브(1102)에 대해 수직하고, 횡방향 보어 및 스풀 밸브는 하우징(502)을 형성하는 길이 방향 축선으로부터 떨어져, 즉 하우징(502)의 코드를 따라 위치되는 것으로서 추가로 예시된다. 용이한 예시를 위해, 핀(516)이 도 11a에 도시되지 않는다. 또한, 도 11a에 예시된 도면은 제 1 챔버(526)로의 우회 채널(1106-a)의 수직 부분의 커플링 및 제 2 챔버(528)로의 우회 채널(1106-b)의 수평 부분의 커플링을 더 명확하게 예시한다.

이러한 구현예에서, 분리기는 핀(516) 및 디스크(720)에 의해서 뿐만 아니라 스풀 밸브(1102)에 의해서 형성된다. 스풀 밸브(1102)의 명령(command)은 스풀 밸브(1102)의 어느 한 단부 상의 가압 유체의 제어된 인가에 의해 제공된다. 예를 들면, 도 11에 도시된 바와 같이, 제 1의 스위치식 오일 서플라이는 제 1 포트(1108)과 연통될 수 있어 스풀 밸브(1102)의 대응하는 단부에 인가될 때, 스풀 밸브(1102)는 스풀 밸브(1102)의 그루브가 우회 채널의 하부 부분(1106-a)과 상부 부분(1106-b) 둘다와 정렬되도록 이동되며, 이에 의해 제 1 챔버와 제 2 챔버 사이의 유체 연통을 허용한다. 이와 달리, 제 2의 스위치식 오일 서플라이는 제 2 포트(1110)와 연통될 수 있어 스풀 밸브(1102)의 대응하는 단부에 인가될 때, 스풀 밸브(1102)는 스풀 밸브의 랜드(land)가 우회 채널의 하부 부분(1106-a) 및 상부 부분(1106-b) 둘다와 정렬되도록 이동되고, 이에 의해 제 1 챔버와 제 2 챔버 사이의 유체 연통을 방지한다. 제 1 및 제 2 스위치식 오일 서플라이들은 예를 들면 저속 솔레노이드들과 같은 하나 또는 둘 이상의 액추에이터들에 의해 제어되고, 상기 하나 또는 둘 이상의 액추에이터들은 이어서 전술된 바와 같이 관련 작동 매개변수(410)에 따라 제어기(430)에 의해 관리된다. 다수의 밸브 캐치들이 다수의 엔진 밸브들을 위해 이용되는 경우, (제 1 및 제 2 스위치식 오일 서플라이들에 대응하는) 액추에이터(솔레노이드) 쌍들은 각각의 밸브 캐치를 위해 제공될 수 있고 이에 의해 밸브 캐치들의 개별 제어를 가능하게 한다. 대안적으로, 제 1 및 제 2 오일 서플라이들은 통상적으로 단일의 원격에 위치된 액추에이터들(솔레노이드들)에 의해 복수의 밸브 캐치들을 통해 제어될 수 있고, 이에 의해 구현을 단순화한다.

지금부터 도 12를 참조하면, 도 4의 실시예에 따른 제 3 구현예가 예시된다. 도 12의 구현예가 또한 제 1 챔버와 제 2 챔버 사이에 제공된 보조 오리피스(1106)를 개방 및 폐쇄하는 횡방향 보어(1104) 내에 미끄럼 가능하게 배치된 오프셋 스풀 밸브(1102)를 이용한다는 점에서 도 12의 구현예는 도 11의 구현예와 실질적으로 유사하다. 그러나, 이러한 구현예에서, (스위치식, 또는 그렇지 않으면 도 11에서와 같이 가압 유체의 제어식 소스과는 대조적으로) 엔진 오일 압력은 스풀 밸브(1102)의 제 1 단부와 대응하는 입력 포트(1202)로만 인가된다. 스풀 밸브 스프링(1204)은 스풀 밸브(1102)의 랜드가 정상적으로 우회 채널의 하부 부분(1106-a) 및 상부 부분(1106-b) 둘다를 폐색하도록 스풀 밸브(1102)를 편향시키기 위한 힘을 인가한다. 스풀 밸브(1102)의 운동은 횡방향 보어(1104)의 직경보다 더 큰 직경을 갖는 스풀 밸브(1102)의 정지 플랜지(1206)에 의해 제한된다. 엔진 오일 압력이 스풀 밸브 스프링(1204)의 예비 부하에 의해 형성된 임계치 위로 증가할 때, 스풀 밸브가 이동하고 이에 의해 스풀 밸브(1102) 상의 그루브를 우회 채널의 하부 부분(1106-a) 및 상부 부분(1106-b) 둘다와 정렬시키고 제 1 챔버와 제 2 챔버 사이에 유체 연통을 제공한다. 스풀 밸브(1102)의 이동은 한 세트의 스크류 등을 포함할 수 있는, 도시된 바와 같은, 스프링 지지부(1208)에 대해 정지 플랜지(1206)의 인접에 의해 제한된다. 이러한 구현예의 장점은 이러한 구현예가 밸브 캐치의 제어의 수준을 가능하게 하여 시팅 속도 변화가 엔진 오일 압력에 의해 표시된 바와 같이 엔진 속도와 같은 작동 매개변수에 밀접하게 관련되고, 제어 솔레노이드들의 부가 또는 엔진 제어 시스템의 수정을 요구하지 않는다는 것이다. 대안적인 구현예에서, 이는 또한 특정된 균열 압력에서 개방되는 단일의, 원격으로 장착된 스풀 밸브를 통하여 달성될 수 있고, 이에 의해 오일 압력이 개별 밸브 캐치들에 위치되는 스풀 밸브에 대해 디스플레이되는 것을 허용한다. 이어서, 이러한 통상적인 제어 도입은 각각의 밸브 캐치 내의 패키징 요건들을 감소시킨다.

또 다른 실시예에서, 밸브 캐치의 제어는 엔진 오일 온도와 같은 작동 매개변수의 직접적인 적용에 의해 제공된다. 이러한 경우, 도 12에 예시된 스풀 밸브와 실질적으로 유사한 스풀 밸브는 두 개의 스프링들에 의해 위치 설정되고, 스플 밸브의 양 단부 상에 하나씩의 스프링을 구비한다. 스풀 밸브의 제 1 단부 상의 제 1 스프링은 스풀 밸브의 제 2 단부 상의 제 2 스프링에 의해 제공된 경합하는 편향(competing bias)을 극복하도록 충분한 편향을 제공하고 그 결과 정상 작동 상태 하에서(예를 들면, 엔진 오일 온도가 임계치 미만인 경우) 스풀 밸브의 랜드가 우회 채널을 폐색한다. 이에 따라, 정상 작동 상태들 하에서, 제 2 스프링은 제 1 스프링의 힘에 의해 압축된다. 이러한 실시예에서, 제 2 스프링은 엔진 오일 및 결론적으로, 엔진 오일의 온도에 노출된다. 적절한 형상 메모리 합금(SMA)으로 제 2 스프링을 제작함으로써, 엔진 오일의 증가된 온도는 제 2 스프링이 이의 비-변형 상태를 재개하는 것, 즉 제 1 스프링의 편향을 극복하기 위해 이의 힘을 변경하는 것을 유발하며, 이에 의해 스풀 밸브의 이동을 유발한다. 엔진 오일의 후속하는 냉각은 제 2 스프링이 다시 한번 제 1 스프링의 힘에 의해 변형되는 것을 허용한다. SMA의 일 예는 본 기술 분야에서 공지된 바와 같이 니티놀(nitinol)이다. 전술된 바와 같은 이력 효과는 이러한 실시예에서 SMA들이 냉각시 변형 상태를 재개하는 것보다 더 신속한 열의 인가시 SMA들이 전형적으로 이들의 비-변형 상태를 재개하는 정도로 실현될 수 있다는 점이 주목된다. 이러한 경우, 이어서, 스풀 밸브는 우회 채널을 후속적으로 폐쇄하는 것보다 우회 채널을 개방하기 위해 더 신속하게 이동할 것이다.

지금부터 도 13 및 도 14를 참조하면, 도 4의 실시예에 따른 제 4 실시예가 예시된다. 다시 한번, 도 13 및 도 14의 구현예가 또한 제 1 챔버(526)와 제 2 챔버(528) 사이에 제공되는 우회 채널(1106)을 개방하고 폐쇄하는 횡방향 보어(1104) 내에 미끄럼 가능하게 배치되는 스풀 밸브(1102)를 이용한다는 점에서 도 13 및 도 14의 구현예는 실질적으로 도 11 및 도 12의 구현예와 유사하다. 그러나, 이러한 구현예에서, 스풀 밸브(1102)는 하우징(502)의 직경과 정렬되고, 즉 스풀 밸브는 제 2 챔버(528) 위의 하우징(502)의 중심의 길이 방향 축선을 통과한다. 부가적으로, 이러한 구현예에서, 횡방향 보어(1104)는 일 단부에서 실질적으로 폐쇄되고 스풀 밸브 스프링(1302)은 스풀 밸브(1102)의 폐쇄 단부와 스풀 밸브의 일 단부 사이의 횡방향 보어(1104) 내에 제공된다. 부가적으로, 스냅 링(1402)은 횡방향 보어(1104) 내에 편향된 스풀 밸브(1102)를 유지하도록 횡방향 보어의 개방 단부에 근접하게 횡방향 보어(1104)의 그루브에 제공될 수 있다. 도 12의 구현예에 의한 것과 같이, 스풀 밸브(1102)의 타단부는 입력 포트(1202)를 통해 엔진 오일 압력에 노출된다. 이에 따라, 균열 압력은 다시 한번 형성되고 이 크랭크 압력 지점에서 스풀 밸브(1102)는 이전과 같이 보어(1104) 내에서 이동할 것이다. 도 13 및 도 14의 구현예의 이익은 예시된 구성요소들이 다수의 실린더들 또는 엔진 구성들에서 용이하게 사용될 수 있는 통상적인 조립체가 되는 것을 가능하게 한다는 것이고, 이에 의해 제조 요건을 단순화한다.

마지막으로, 지금부터 도 15를 참조하면, 도 13 및 도 14의 구현예의 횡단면도가 제공된다. 도 13 및 도 14의 구현예에서와 같이, 스풀 밸브(1102)는 우회 채널(도시 안됨)을 개방 및 폐쇄하기 위해 제공된다. 그러나, 이러한 구현예는 도 8에 예시된 구현예와 매우 유사한, 핀(1516)이 핀(1516) 내의 유압 통로(1504)와의 유체 연통을 제공하는 반경 방향 홀(1502)을 포함한다는 점에서 상이하다. 이에 따라, 홀(1502)과 디스크(1506) 사이의 협동은 위치-기반 가변 오리피스 제어의 대안적인 형태를 제공한다. 부가적으로, 도시된 바와 같이 핀/디스크 시트(1508)의 조합체가 제공된다.

특히 바람직한 실시예들이 도시되고 설명되어 있지만, 당업자는 다양한 변형예들 및 수정예들이 본 교시들을 벗어나지 않으면서 만들어질 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들면, 본원에서 예시된 실시예들 및 구현예들은 위치-기반 및 압력-기반 제어 기구들의 조합체들 또는 위치-기반 및 매개변수-기반 제어 기구들의 조합체를 포함한다. 그러나, 이들 3개 (즉, 위치-기반, 압력-기반 및 매개변수-기반의) 제어 기구들의 다른 조합들이 사용될 수 있다는 것이 이해된다. 즉, 본원에서 설명된 다양한 핀 유형들, 디스크 유형들, 우회 채널들, 체크 밸브들 및 스풀 밸브들의 본원에서 설명된 조합체들 외의 조합체들이 가능하다. 따라서, 상기 설명된 교시들의 임의의 그리고 모든 수정예들, 변경예들 또는 등가예들이 상기 개시되고 본원에서 주장되는 기본적인 기저 원리들의 범주 내에 있음이 심사숙고된다.

Claims

시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션(motion)을 제어하기 위한 장치로서,
상기 가동 부분에 작동되게 연결되도록 구성된 제 1 챔버;
제 2 챔버; 및
상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버 사이에 유체 연통을 제공하는 가변 오리피스로서, 상기 가변 오리피스의 오리피스 면적이 상기 제 1 챔버 내의 압력에 응답하는, 가변 오리피스를 포함하며,
상기 가동 부분의 모션은 상기 제 1 챔버로부터 상기 가변 오리피스를 통한 상기 제 2 챔버로의 유체의 유동에 의해 적어도 부분적으로 제어되는,
시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 오리피스 면적은 상기 제 1 챔버 내의 압력의 증가에 응답하여 증가되고 상기 제 1 챔버 내의 압력의 감소에 응답하여 감소되는,
시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가변 오리피스는 상기 제 1 챔버 내의 압력에 응답하여 기하학적 형상을 변경하는 압력-종속 요소에 의해 형성되는,
시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가변 오리피스는, 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버 사이에 유체 연통을 제공하고 상기 제 1 챔버 내의 압력에 응답하여 개방 또는 폐쇄되는, 우회 채널을 포함하는,
시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가변 오리피스는 상기 제 1 챔버 내의 압력 변화에 대한 이력현상 반응을 나타내는,
시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
내부에 보어가 형성된 하우징;
상기 보어 내에 미끄럼 가능하게 배치되고 상기 가동 부분과 연통하도록 배열된 피스톤; 및
상기 하우징 내에 배치되는 분리기로서, 상기 피스톤과 상기 분리기 사이에 상기 제 1 챔버를 그리고 상기 하우징과 상기 분리기 사이에 제 2 챔버를 형성하며, 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버 사이에 가변 오리피스를 포함하는, 분리기를 더 포함하는,
시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 분리기의 가변 오리피스는 상기 제 1 챔버로 개방하는 입구 포트 및 상기 제 2 챔버로 개방하는 출구 포트를 가지는 감압 밸브를 포함하며,
상기 감압 밸브는 상기 제 1 챔버 내의 압력이 임계치를 초과할 때 개방하도록 구성되는,
시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 감압 밸브는 상기 분리기의 구성요소를 형성하는 디스크 내에 배치되는,
시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 감압 밸브는 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버 사이에 유체 연통을 제공하는 우회 채널을 통하여 유동을 제어하도록 배열되고 상기 우회 채널은 상기 하우징 내에 전체적으로 형성되는,
시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 분리기는:
상기 하우징의 보어 내에 배치되고 중심 보어를 가지는 디스크; 및
상기 중심 보어내에서 상기 피스톤에 의해 미끄럼 가능하게 유지되는 핀을 더 포함하며,
상기 핀의 표면 특징들은 상기 가변 오리피스의 적어도 일 부분을 제공하도록 상기 중심 보어와 협동하는,
시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 핀은 상기 중심 보어를 선택적으로 폐색하도록 구성되는 길이 방향으로 가변하는 표면을 포함하고,
상기 디스크는 상기 제 1 챔버의 압력에 응답하여 상기 핀의 길이 방향으로 가변하는 표면에 대해 상기 중심 보어를 선택적으로 더 폐색하도록 가동되는,
시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 핀은 내부 유압 통로 및 상기 디스크에 의해 선택적으로 폐색되도록 구성된 복수의 반경 방향 홀들을 포함하고, 상기 내부 유압 통로는 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버와 유체 연통하는,
시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 디스크는 상기 제 1 챔버 내의 압력에 대해 상기 디스크의 두께를 변화시키는 가요성 요소를 포함하는,
시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 분리기 조립체는:
상기 디스크와 상기 제 2 챔버를 형성하는 상기 하우징의 일 부분 사이에 있는 상기 하우징의 보어 내에 배치되는 가동 디스크 시트; 및
상기 가동 디스크 시트를 연장된 위치에 유지하도록 편향력을 제공하는, 제 2 챔버 내에 배치되는 압축성 부재를 더 포함하며,
상기 제 1 챔버 내의 압력은 상기 가동 디스크 시트를 상기 디스크를 통해 수축된 위치로 이동시키기 위해 상기 편향력을 극복할 수 있는,
시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 1 항에 따른 시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치를 포함하는 내연기관으로서,
상기 가동 부분이 엔진 밸브인,
가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치를 포함하는 내연기관.
시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치로서,
보어를 가지는 하우징으로서, 상기 하우징 내에 전체적으로 형성된 우회 채널을 가지는 하우징;
상기 보어 내에 미끄럼 가능하게 배치되고 상기 가동 부분과 연통하도록 배열되는 피스톤; 및
상기 하우징 내에 배치되는 분리기로서, 상기 피스톤과 상기 분리기 사이에 제 1 챔버를 그리고 상기 하우징과 상기 분리기 사이에 제 2 챔버를 형성하며, 상기 우회 채널은 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버 사이에 유체 연통을 제공하는 가변 오리피스의 적어도 일 부분을 형성하는, 분리기를 포함하며,
상기 분리기는 상기 제 1 챔버로 개방되는 입구 포트 및 상기 제 2 챔버로 개방되는 출구 포트를 가지는 상기 우회 채널을 통하여 유체 유동을 제어하는 밸브를 더 포함하고, 상기 밸브는 상기 시스템의 작동 매개변수에 따라 제어되며,
상기 가동 부분의 모션은 상기 피스톤 및 상기 제 1 챔버로부터 상기 가변 오리피스를 통한 상기 제 2 챔버로의 유체의 유동에 의해 적어도 부분적으로 제어되는,
시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 밸브는 유압 제어식 스풀 밸브를 포함하는,
시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 밸브는 솔레노이드 밸브를 포함하는,
시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 분리기는:
상기 하우징의 보어 내에 배치되고, 중심 보어를 가지는 디스크; 및
상기 중심 보어 내에서 상기 피스톤에 의해 미끄럼 가능하게 유지되는 핀을 더 포함하며,
상기 핀의 표면 특징부들은 상기 가변 오리피스의 적어도 일 부분을 제공하도록 상기 중심 보어와 협동하는,
시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 핀은 상기 중심 보어를 선택적으로 폐색하도록 구성된 길이방향으로 가변하는 표면을 포함하는,
시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 핀은 내부 유압 통로 및 상기 디스크에 의해 선택적으로 폐색되도록 구성된 복수의 반경 방향 홀들을 포함하며,
상기 내부 유압 통로는 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버를 유체 연통하는,
시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 16 항에 따른 시스템의 구성요소인 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치를 포함하는 내연기관으로서,
상기 가동 부분이 엔진 밸브인,
가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치를 포함하는 내연기관.
제 22 항에 있어서,
상기 작동 매개변수는 엔진의 속도, 엔진 상에 놓여지는 부하, 엔진의 온도, 엔진 내의 유압, 및 엔진의 스로틀 위치를 포함하는 매개변수들의 그룹으로부터 선택된 어느 하나의 매개변수 또는 상기 매개변수들의 조합인,
가동 부분의 모션을 제어하기 위한 장치를 포함하는 내연기관.
내연기관 내의 엔진 밸브의 모션을 제어하기 위한 장치로서,
상기 보어를 가지는 하우징으로서, 상기 하우징 내에 전체적으로 형성된 우회 채널을 가지는, 하우징;
상기 보어 내에 미끄럼 가능하게 배치되고 상기 엔진 밸브와 연통하도록 배열되는 피스톤;
상기 하우징 내에 배치되는 분리기로서, 상기 피스톤과 상기 분리기 사이에 제 1 챔버를 그리고 상기 하우징과 상기 분리기 사이에 제 2 챔버를 형성하며, 상기 우회 채널은 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버 사이에 유체 연통을 제공하는 가변 오리피스의 적어도 일 부분을 형성하는, 분리기; 및
상기 하우징에 의해 지지되고 상기 우회 채널을 통한 유체 유동을 제어하도록 배열되고 상기 엔진의 작동 매개변수에 따라 제어되는, 우회 밸브를 포함하며,
상기 엔진 밸브의 모션은 상기 피스톤 및 상기 제 1 챔버로부터 상기 가변 오리피스를 통한 상기 제 2 챔버로의 유체의 유동에 의해 적어도 부분적으로 제어되는,
내연기관 내의 엔진 밸브의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 24 항에 있어서,
상기 작동 매개변수는 엔진의 속도, 엔진 상에 놓여지는 부하, 엔진의 온도, 엔진 내의 유압, 및 엔진의 스로틀 위치를 포함하는 매개변수들의 그룹으로부터 선택된 어느 하나의 매개변수 또는 상기 매개변수들의 조합인,
내연기관 내의 엔진 밸브의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 24 항에 있어서,
상기 우회 밸브는 유압 제어식 스풀 밸브를 포함하는,
내연기관 내의 엔진 밸브의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 26 항에 있어서,
상기 하우징은 하나 이상의 외부 유체 소스와 상기 스풀 밸브의 하나 이상의 단부 사이에 유체 연통을 제공하는 하나 이상의 포트를 포함하는,
내연기관 내의 엔진 밸브의 모션을 제어하기 위한 장치.
제 24 항에 있어서,
상기 우회 밸브는 솔레노이드 밸브를 포함하는,
내연기관 내의 엔진 밸브의 모션을 제어하기 위한 장치.
가동 부분을 포함하는 시스템으로서,
대응하는 가동 부분의 모션을 제어하기 위한 복수의 장치들; 및
상기 복수의 장치들 중 하나 이상의 장치의 스풀 밸브와 유압 연통하는 하나 이상의 액추에이터를 더 포함하며,
상기 복수의 장치들 각각은:
보어를 가지는 하우징으로서, 상기 하우징 내에 전체적으로 형성되는 우회 채널을 가지는 하우징;
상기 보어 내에 미끄럼 가능하게 배치되고 상기 대응하는 가동 부분과 연통하도록 배열되는 피스톤;
상기 하우징 내에 배치되는 분리기로서, 상기 피스톤과 상기 분리기 사이에 제 1 챔버를 그리고 상기 하우징과 상기 분리기 사이에 제 2 챔버를 형성하며, 상기 우회 밸브는 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버 사이에 유체 연통을 제공하는 가변 오리피스의 적어도 일 부분을 형성하는, 분리기를 포함하며,
상기 분리기는 상기 제 1 챔버로 개방되는 입구 포트 및 상기 제 2 챔버로 개방되는 출구 포트를 가지는 상기 우회 채널을 통한 유체 유동을 제어하는 유압 제어식 스풀 밸브를 더 포함하고, 상기 밸브는 상기 시스템의 작동 매개변수에 따라 제어되며,
상기 대응하는 가동 부분의 모션은 상기 피스톤 및 상기 제 1 챔버로부터 상기 가변 오리피스를 통한 상기 제 2 챔버로의 유체의 유동에 의해 적어도 부분적으로 제어되는,
가동 부분을 포함하는 시스템.